Kas ir Rankine skala? (Ar reklāmguvumu piemēriem)



The Rankine skala tā ir absolūtā termodinamiskās temperatūras skala, kurā visas tās vērtības ir pozitīvas, jo tās tiek sauktas par absolūtu nulli; zemākā teorētiskā temperatūra, ko ķermenis var sasniegt, bet eksperimentāli un termodinamiski nav iespējams sasniegt.

1859. gadā to ierosināja Skotijas inženieris Viljams Džons Makvila Rankins (apakšējais attēls), vienpadsmit gadus pēc tam, kad William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicēja savu absolūto temperatūru pēc Celsija grādiem, ° C.

Absolūtā nulle Kelvina skalā ir -273,15 ° C. Pārējās šīs skalas temperatūras tiek iegūtas, pievienojot 273,15 temperatūrai Celsija grādos (vai labāk pazīstams kā Celsija)..

Rankine skala ir saistīta ar Fārenheita klasēm. Tāpēc absolūtā nulles vērtība šai skalai ir izteikta Fārenheita grādos; Tas ir -459,67 ° F. Līdz ar to, lai iegūtu citas temperatūras, ir pietiekami pievienot 459,67 temperatūru (° R = ° F + 459,67)..

Rankine pakāpes tika izmantotas inženiertehniskajā darbībā ASV un Anglijā. Tomēr mūsdienās tā lietošana ir praktiski pazudusi.

Indekss

  • 1 Rankine un citas temperatūras skalas
    • 1,1 Celsija
    • 1.2. Fārenheita
    • 1.3. Rankine
    • 1.4. Absolūtā nulle
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Rankine skalas temperatūru konvertēšana
    • 3.1 No Rankine līdz Celsijai, Fārenheita un Kelvina
    • 3,2 Celsija, Fārenheita un Kelvina līdz Rankīnei.  
  • 4 Dažu temperatūru salīdzināšanas piemēri ar dažādiem svariem
    • 4.1. Absolūtā nulle
    • 4.2 Sālsūdens sasalšanas temperatūra
    • 4.3 Ūdens sasalšanas punkts
    • 4.4. Trīskāršais ūdens punkts
    • 4.5 Ūdens viršanas punkts
    • 4.6. Cilvēka ķermeņa temperatūra
  • 5 Atsauces

Rankine un citas temperatūras skalas

Celsija

Andrés Celsija publicēja savu skalu 1742. gadā, atzīmējot ūdens viršanas temperatūru kā 0 ° C un tā sasalšanas temperatūru kā 100 ° C. Bet Jean-Pierre Christin (1743) un Carlos Linnaeus (1745) temperatūras skalu ievietoja apgrieztā formā, kā tas ir zināms..

Fārenheita

Fārenheita skalu ierosināja Daniels Gabriel Fahrenheit 1724. gadā. Skala nosaka temperatūru 32 ° F kā ūdens sasalšanas punktu un ūdens viršanas temperatūru 212 ° F..

Fārenheita norādīja, ka ūdens, ledus un amonija sāls maisījumam bija 0 ° F; kamēr ūdens un ledus maisījums bija temperatūrā 32ºF.

Rankine

Rankine grādi parasti tiek izteikti arī kā ° R vai vienkārši kā R vienības, tomēr Kelvina grādiem tie parasti tiek saukti tikai par Kelvinu, un tie ir rakstīti K un nav K.

Turklāt Nacionālais standartu un tehnoloģiju institūts iesaka neizmantot grādu simbolu, ja, izmantojot Rankine temperatūras skalu, NIST publikācijās..

Siltuma pārnese ar starojumu, entropijas maiņa, siltuma siltuma efektivitāte Carnot un siltumsūkņa veiktspējas koeficients prasa absolūtās temperatūras izmantošanu Rankine grādos, strādājot American Engineering System..

Dažos ASV inženierzinātņu laukos tie mēra termodinamisko temperatūru, izmantojot Rankine temperatūras skalu; tomēr visā zinātnes pasaulē termodinamisko temperatūru mēra, izmantojot Kelvina skalu.

Ietverot, ir norādīts, ka Rankine temperatūras skala tiek izmantota fundamentāli, ņemot vērā tās saistību ar Fārenheita temperatūras skalu.

Absolūtā nulle

Kelvina un Rankīnas temperatūras skalas ir absolūtas nulles vērtība. Bet kas ir nulles asolute?

Absolūtā nulle ir zemākā temperatūra, ko iespējams sasniegt. Ir teikts, ka sistēmas iekšējā enerģija sasniedz zemāko līmeni, kur trūkst kustības daļiņu; visas tās vibrācijas un pārvietojumi būtu iesaldēti.

Saskaņā ar trešo termodinamikas likumu absolūtā nulle ir nesasniedzams ierobežojums.

Temperatūra, kas ir vistuvāk absolūtai nullei, ir 5 ∙ 10-10 K virs absolūtā nulles, kas iegūta MIT laboratorijā 2003. gadā, dzesējot gāzi magnētiskā laukā.

William John Macquorn Rankine

Kas bija William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Viņš bija viens no termodinamikas izpētes pionieriem. Viņš izstrādāja pilnīgu teoriju par tvaika dzinēju un siltuma dzinējiem, kā arī siltumenerģiju.

Dzimis Edinburgā, Rankine tika izglītots šīs pilsētas universitātē. Viņš strādāja par inženieri un publicēja rakstus par praktiskās inženierijas jautājumiem, pēc tam par molekulāro fiziku, kā arī par termodinamiku.

1855. gadā viņš tika iecelts par Glasgovas Universitātes Civilās un mašīnbūves katedras priekšsēdētāju.

Viņš ir uzrakstījis vairāk nekā 150 zinātniskos rakstus un rokasgrāmatas, kā arī grāmatas viņa skolēnu izmantošanai. Viņš tika ievēlēts Karaliskajā biedrībā 1853. gadā un bija pirmais Skotijas inženieru institūta prezidents.

Papildus savai milzīgajai zinātniskajai un akadēmiskajai darbībai Rankine ļoti mīlēja mūziku gan kā izpildītāju, gan kā komponistu. Tādējādi viņš veidoja dziesmu ar nosaukumu "Trīs pēdu likums", kurā viņš aizstāv britu tradīcijas, ko apdraud viņa simtās sistēmas iebrukums..

Rankine skalas temperatūru konvertēšana

No Rankine līdz Celsija, Fārenheita un Kelvina

Celsija

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Vērtība 491,67 ir vienāda ar 459,67 (Rankine absolūtā nulle) plus 32ºF (ūdens sasalšanas temperatūra). Un 5/9 ir grādus pēc Celsija grādiem līdz Rankīnam vai Fārenheita grādiem; tā kā šajos temperatūras svaros 100 ° C ir 180 ° R vai ºF.

Fārenheita

[° F] = [° R] - 459,67

Kelvīnam

[K] = [ºR] ∙ 5/9

No Celsija, Fārenheita un Kelvina līdz Rankīnei.  

-[ºR] = ([° C] + 273,15) ∙ 9/5

Vērtība 273,15 ir absolūtā nulle Kelvina temperatūras skalā. Un 9/5 ir konversijas koeficients, jo 180ºF vai ºR ir vienāds ar 100ºC.

-[° R] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Dažu temperatūru salīdzināšanas piemēri ar dažādiem svariem

Absolūtā nulle

-Kelvina 0 (pēc definīcijas).

-Celsija -273,15 ° C.

-Fārenheita -459,67 ° F.

-Rankine 0 ° R (pēc definīcijas).

Sālsūdens sasalšanas punkts

(Fārenheita skalas nulles punkts)

-Kelvins: 255,37 K.

-Celsija: -17,78 ° C.

-Fārenheita: 0 ° F.

-Rankine: 459,67 ° R.

Ūdens sasalšanas punkts

-Kelvins: 273,15 K.

-Celsija: 0 ° C.

-Fārenheita: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ° R.

Trīskāršais ūdens punkts

-Kelvins: 273,16 K.

-Celsija: 0,01 ° C.

-Fārenheita: 32,018 ° F.

-Rankine: 491,688 ° R.

Ūdens viršanas punkts

-Kelvins: 373,1339 K.

-Celsija: 99,9839 ° C.

-Fārenheita: 211,97102 ° F.

-Rankine: 671,64102 ° R.

Cilvēka ķermeņa temperatūra

-Kelvins: 310 K.

-Celsija: 37 ° C.

-Fārenheita: 98 ° F.

-Rankine: 558 ° R.

Atsauces

  1. Vikipēdija. (2019). Rankin kāpt. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (2010. gada 13. oktobris). Rankine. Atgūts no: quimistorias.blogspot.com
  3. Glāzgovas Universitāte. (s.f.). Macquorn Rankine. Saturs iegūts no: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (2018. gada 26. aprīlis). Četri temperatūras svaru veidi. Science. Saturs iegūts no: sciencing.com
  5. SIA Wight Hat (2018). Fārenheita uz Rankīnu. Metriskie reklāmguvumi. Saturs iegūts no: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperatūras svari un to izgudrotāji. Philatelia Chimica et physica, vol 37, Nr. 2. Pavasaris.